CN104020894A - 用于识别触摸的显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配置用于识别触摸的显示装置，在具有与车辆内部设计相配的不同形状的显示器上识别触摸。配置用于识别触摸的显示装置包括：屏幕；和可见光发生器，由处理器控制并配置为使用可见光将预定图像投射到屏幕上。另外，该显示装置包括；红外光发生器，配置为使用红外光源根据用户触摸产生散射光；投影仪，配置为将来自可见光发生器的可见光和来自红外光发生器的红外光源投射到屏幕上；以及光学传感器，配置为检测散射光，所有这些元件均由处理器控制。

Description

用于识别触摸的显示装置

技术领域

本发明涉及一种配置用于识别触摸的显示装置，且更具体地，涉及一种被配置为在具有与车辆内部设计相配的不同形状的显示器上识别触摸的显示装置，从而通过用相对简单的构成元件配置显示装置来降低制造成本。

背景技术

近来，响应于车辆功能的提升，已开发出能够关于各种车辆功能输入命令的多种输入装置，例如按键面板输入装置、缓动盘和触摸屏等。近年来，触摸屏已积极地应用于音频视频导航（AVN）仪表群。

然而，开发出的触摸屏一般为安装于驾驶者侧的前面的矩形触摸屏，因而车辆内部的空间未有效利用，显示装置的设计可能难以与车辆的弯曲设计相配，将显示模块调整为曲面的设计成本可能会增加，可能难以识别诸如手套或笔等一般物体的触碰，而且由于平坦触摸屏的形式可能会出现触摸错误。

相应地，存在对于可安装在车辆内部的任选曲面、可与车辆内部的弯曲设计容易地相配、并可同时显示预定信息和执行触摸识别从而提高车辆运行的便利性的显示装置的需求。

发明内容

本发明提供了一种配置为具有与车辆内的显示设计相应的不同形状的用于识别触摸操作的显示器。另外，根据本发明的显示器可降低制造成本并可增加车辆的内部空间。

本发明还提供了一种能够识别多点触摸和使用一般物体（例如，笔或指针）以及人体手指进行的触摸的显示装置。

根据本发明的一方面，配置用于识别触摸的显示装置包括：屏幕；可见光发生器，被配置为通过可见光将预定图像投射到屏幕上；红外光发生器，被配置为通过红外光源根据用户触摸产生散射光；投影仪，被配置为将来自可见光发生器的可见光和来自红外光发生器的红外光源投射到屏幕上；以及光学传感器，被配置为检测散射光，所有这些元件受到通常为车载控制器的一部分的处理器控制。

可见光发生器可将选自RGB（红、绿、蓝）光源、青光源、品红光源和黄光源中的至少一种发生器组合，以便投射组合光源。另外，可见光和红外光源可通过分束器输入至投影仪。

此外，红外光源可被配置为以预定时间间隔扫描屏幕，以便在触摸点产生散射光。投影仪可包括被配置为计算由光学传感器检测到的散射光在屏幕上的坐标（例如位置）的时序发生器。另外，散射光可由时序发生器以时间分割方案进行检测。屏幕的周线可包括直线或曲线。

根据另一示例性实施例，本发明提供了一种安装有配置用于识别触摸的显示装置的车辆。

在又一示例性实施例中，本发明提供了一种使用配置用于识别触摸的显示装置识别触摸的方法。该方法包括：经由处理器用可见光将预定图像投射到屏幕上；经由处理器通过经红外光源扫描而在触摸点产生散射光；经由处理器使用光学传感器检测散射光；以及经由处理器使用被处理器控制的时序发生器计算散射光在屏幕上的坐标，以便识别触摸点。

根据本发明的配置用于识别触摸的显示装置，无论屏幕具有平坦形状还是与车辆内部设计相配的弯曲形状，均可实现触摸识别。

此外，本发明提供了一种触摸识别方法，无需使用在使用现有摄像机的触摸识别方案中所需的摄像机、图像处理器和红外照明装置，因此根据本发明的配置用于识别触摸的显示装置可以较低成本制造，同时增加车辆的内部空间。

由于本发明通过使用红外光源以时间分割方案对屏幕进行扫描来识别触摸的存在，因此可识别多点触摸。另外，由于本发明使用利用投影仪的触摸识别方案，因此可识别使用诸如手套或笔的一般物体以及人体手指进行的触碰。

根据本发明，由于显示图像像素在空间上与红外扫描像素相匹配，因此不存在由曲面引起的触摸识别失真，从而关于因太阳光引起的干扰提高了触摸识别的可靠性。

附图说明

本发明的目的、特征和优点通过以下结合附图进行的详细说明将会更加明显，其中：

图1是示出根据现有技术的配置用于识别触摸的显示装置的配置的示例性框图；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的配置用于识别触摸的显示装置的配置的示例性框图；

图3是示出根据本发明的示例性实施例的配置用于识别触摸的显示装置的示例性视图；

图4是示出根据本发明的示例性实施例检测触摸产生的散射光以及红外光扫描的示例的示例性视图；

图5是示出根据本发明的示例性实施例通过红外光扫描产生的触摸检测信号的示例性视图；

图6是示出根据本发明的示例性实施例的安装有包括弯曲形状的屏幕的、配置用于识别触摸的显示装置的车辆的示例性视图；并且

图7是示出根据本发明的示例性实施例的使用配置用于识别触摸的显示装置识别触摸的方法的示例性流程图。

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他类似术语包括通常的机动车辆，例如包括运动型多用途车（SUV）、公共汽车、卡车、各种商用车辆在内的载客车辆，包括多种艇和船在内的水运工具，以及飞行器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、内燃车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆和其他代用燃料车辆（例如，从石油以外的资源取得的燃料）。

此外，本发明的控制逻辑可实施为计算机可读介质上的包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于ROM、RAM、光盘（CD）-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质也可分布在网络连接的计算机系统中，使得计算机可读介质例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网（CAN），以分布的方式存储和执行。

将参照附图详细说明本发明的示例性实施例。鉴于发明者可适当地限定术语的概念以便以最佳方式解释本发明，说明书和权利要求中所使用的术语和词语不应被解释为常用字典含义，而应被解释为与本发明的技术范围相关。因此，附图中绘出的实施例和配置仅用于例示的目的而不代表实施例的全部技术范围，所以应当理解在提交本申请时可能存在各种等效形式和改型。

图1是示出根据现有技术的配置用于识别触摸的显示装置的配置的示例性框图。如图1中所示，根据现有技术的安装在车辆中的配置用于识别触摸的显示装置包括被配置为处理拍摄图像20的图像处理器21和被配置为存储已处理图像的存储器22，以及红外（IR）摄像机17、红外照明装置18和投影仪19。具体地，投影仪19被配置为投射预定图像。红外照明装置18被配置为将红外光照射到整个屏幕。红外摄像机17被配置为拍摄由用户手指反射的图像。以此方式，通过使用图像处理器21处理图像来识别触摸。

如上所述，由于根据现有技术的配置用于识别触摸的显示装置必须包括IR摄像机17、图像处理器21和存储器22，因此制造成本会增加。如图1中所示，屏幕具有包括硬涂层、扩散片、光学片和聚碳酸酯板的复杂结构。因此，触摸识别可能由于黑条纹的产生而失败。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的配置用于识别触摸的显示装置的配置的示例性框图，并且图3是示出根据本发明的示例性实施例的配置用于识别触摸的显示装置的示例性视图。

本发明提供了一种配置用于识别触摸的显示装置，并可包括投影仪36和弯曲显示器的弯曲屏幕31，其中由处理器执行的投影仪被配置为将用于显示图像的可见光和用于识别触摸的红外光源投射到弯曲屏幕31上。当通过投影仪36扫描红外光源且红外光由于用户的触摸而散射时，由处理器执行的光学传感器37可确定是否产生了散射光并可获得散射光的时序。散射光的时序可转换为屏幕上的X-Y坐标用以识别触摸点。

换言之，根据本发明的配置用于识别触摸的显示装置可包括：屏幕31，由处理器执行的被配置为使用可见光将预定图像投射到屏幕31上的可见光发生器34，由处理器执行的被配置为使用红外光源根据用户触摸产生散射光的红外光发生器35，由处理器执行的被配置为将来自可见光发生器34的可见光和来自红外光发生器35的红外光源投射到屏幕31上的投影仪36，以及由处理器执行的可检测散射光的光学传感器37。

屏幕31可以是平坦屏幕。替代性地，由于屏幕31具有通过投影仪36执行图像投影和触摸识别的结构，因此屏幕31可以是弯曲屏幕。另外，屏幕31可采用双弯曲屏幕以及单弯曲屏幕。

均由处理器执行的可见光发生器34和红外光发生器35可被配置为分别将可见光和红外光源输出至投影仪36。为使可见光和红外光源的路径分离，可通过分束器33将可见光和红外光源输入至投影仪36。

此外，可见光发生器34可选择性地产生RGB光源、青光源、品红光源、或黄光源用以投射预定图像。换言之，根据本发明，可见光发生器34可被配置为根据需要通过RGB光源投射彩色图像或者通过青光源投射白色图像。

如上所述，被配置为将预定信息传递给用户的图像可通过可见光投影到屏幕上，并且红外光源可扫描屏幕31以识别图像的预定点上的触摸。换言之，当用户触摸屏幕31上的预定点时，以时间分割方案输入的红外光可被散射，并且光学传感器37可检测所产生的散射光39从而识别触摸。

具体地，关于光学传感器37检测到的散射光的信息可输入至投影仪36的时序发生器40。由处理器执行的时序发生器40可被配置为计算散射光39的时序和在屏幕31上的坐标。此外，当屏幕31上的触摸点被确定时，位于被确定触摸点的图像可显示在屏幕上。

散射光39可由时序发生器40以时间分割方案进行检测。相应地，可识别两点被触摸的多点触摸。

被如上配置的配置用于识别触摸的显示装置可安装在车辆中。由于可利用具有多种形状的屏幕31，因此配置用于识别触摸的显示装置可与多种车辆内部设计相匹配。

图4是示出根据本发明的示例性实施例检测触摸产生的散射光以及红外光扫描的示例的示例性视图。

具体地，根据本发明的屏幕31可通过将投影膜31'粘接于已知的屏幕材料而形成。该屏幕不同于现有技术，因为不需要硬涂层、扩散片、光学片和聚碳酸酯板，从而降低了制造成本。

如图4中所示，当用户触摸屏幕31上的预定点时，投影仪36可配置为使用红外光源扫描屏幕31以产生散射光39。散射光39可被光学传感器37采集，并且被采集的散射光39可实时地输入至时序发生器40从而计算触摸点的X-Y坐标。

图5是示出根据本发明的示例性实施例通过红外光扫描产生的触摸检测信号的示例性视图。

本发明可使用以预定时间间隔分开扫描屏幕而非同时扫描整个屏幕的方案。因此，当在屏幕31上发生至少两个多点触摸时，可以预定时间间隔产生散射光39。也就是，如图5中所示，散射光39可以例如7ms或9ms的时间间隔产生，并且散射光39以时间分割方案被检测以允许时序发生器40计算触摸点，从而执行用户输入的命令。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的安装有包括弯曲形状的屏幕的、配置用于识别触摸的显示装置的车辆的示例性视图。

根据本发明，由于预定图像被投影并且被红外光扫描的屏幕可呈多种形式，因此该屏幕可与车辆内部设计相符合。换言之，具有不同弯曲形状的屏幕可应用于驾驶者侧的侧表面以及驾驶者侧的前表面，从而增加设计方案。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的使用配置用于识别触摸的显示装置识别触摸的方法的示例性流程图。

首先，可经由处理器使用可见光将预定图像投射到屏幕31上（S71）。当预定图像被投射到平坦的或弯曲的屏幕上时，用户可用手指或一般物体触摸屏幕以执行预定功能。

此外，可经由处理器执行通过红外光源的扫描在用户的触摸点产生散射光（S72）。换言之，当用户手指或者诸如手套或笔的一般物体触摸屏幕31时，可通过红外光扫描产生散射光39。

另外，由处理器执行的光学传感器37可配置为检测散射光（S73）。光学传感器37可采集散射光39以将相应信息传送给投影仪36中的时序发生器40。

随后，由处理器执行的时序发生器40可配置为计算散射光39在屏幕31上的坐标以便识别触摸点（S74）。换言之，时序发生器40可配置为使用关于以时间分割方案输入的散射光的信息，计算产生触摸的屏幕31上的X-Y坐标，以识别触摸的产生，并可配置为将与相应触摸点的图像所表示的功能相关的命令传送给电子控制单元（ECU）。

虽然以上已详细说明了本发明的示例性实施例，但是应该明确理解的是本领域技术人员可见的、本文阐述的基本发明构思的多种变型和改型，仍将包括在所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围内。

Claims (10)

1.一种配置用于识别触摸的显示装置，包括：

屏幕；

可见光发生器，由处理器控制用以使用可见光将预定图像投射到所述屏幕上；

红外光发生器，由所述处理器控制用以使用红外光源根据用户触摸产生散射光；

投影仪，由所述处理器控制用以将来自所述可见光发生器的可见光和来自所述红外光发生器的红外光源投射到所述屏幕上；以及

光学传感器，由所述处理器控制用以检测散射光。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其中可见光和红外光源通过分束器输入至所述投影仪。

3.根据权利要求1所述的显示装置，其中红外光源由所述处理器控制以预定时间间隔扫描所述屏幕，以便在用户的触摸点产生散射光。

4.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述投影仪包括时序发生器，所述时序发生器由所述处理器控制用以计算由所述光学传感器检测到的散射光在所述屏幕上的多个坐标。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其中散射光由所述时序发生器以时间分割方案进行检测。

6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述屏幕的周线包括直线或曲线。

7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述显示装置安装在车辆内。

8.一种使用配置用于识别触摸的显示装置识别触摸的方法，所述方法包括：

由处理器使用可见光将预定图像投射到屏幕上；

由所述处理器通过经由红外光源扫描，在用户的触摸点产生散射光；

由所述处理器使用光学传感器检测散射光；以及

由所述处理器通过时序发生器计算散射光在所述屏幕上的多个坐标以识别所述触摸点。

9.一种非暂时性计算机可读介质，包含由处理器执行的程序指令，所述计算机可读介质包括：

使用可见光将预定图像投射到屏幕上的程序指令；

通过经由红外光源扫描在用户的触摸点产生散射光的程序指令；

使用光学传感器检测散射光的程序指令；以及

通过时序发生器计算散射光在所述屏幕上的多个坐标以识别所述触摸点的程序指令。

10.一种配置用于识别触摸的系统，包括：

控制器，被配置为识别触摸；

存储器，被配置为存储一个或多个程序指令；以及

处理器，被配置为执行所述一个或多个程序指令，包括：

使用可见光将预定图像投射到屏幕上的程序指令；

通过经由红外光源扫描在用户的触摸点产生散射光的程序指令；

使用光学传感器检测散射光的程序指令；以及

通过时序发生器计算散射光在所述屏幕上的多个坐标以识别所述触摸点的程序指令。